CN102170462B - 一种产品设计模型的异地协同方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种异地协同技术，特别是一种产品设计模型的异地协同方法，利用虚拟现实技术和网络通信技术，通过消息分发的方式，实现对三维模型操作的异地同步，其特征是：它包括通过公共网链接的异地通信计算单元和主通信计算单元，通过公共网将异地产品设计模型进行协同。它提供了一种通过集成虚拟现实仿真软件构建所有参与者能够共同体验的协同环境，通过模型转换技术转换常用格式的三维CAD模型，使之成为系统能够支持的模型格式，通过windows网络通信完成消息分发，实现对三维模型操作的异地同步的产品设计模型的异地协同方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种异地协同技术，特别是一种产品设计模型的异地协同方法，利用虚拟现实技术和网络通信技术，通过消息分发的方式，实现对三维模型操作的异地同步。
背景技术
在工程应用中，广泛存在着对模型的异地协同技术的需求。例如在大型天线结构设计中，处于不同部门或异地的设计人员在设计过程中，时常需要不同专业的各类设计人员针对模型提出建议或修改意见，这时就需要模型的异地协同。尤其在大型产品开发设计过程中，这种需求尤其迫切。
传统模式下，模型的异地协同只能采用视频或桌面共享的方式进行，但这些方式还不能使三维模型以三维立体的方式呈现给远程用户，因而不能很好地满足工程协同交流的需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种通过集成虚拟现实仿真软件构建所有参与者能够共同体验的协同环境，通过模型转换技术转换常用格式的三维CAD模型，使之成为系统能够支持的模型格式，通过windows网络通信完成消息分发，实现对三维模型操作的异地同步的产品设计模型的异地协同方法。
本发明的目的是这样实现的，一种产品设计模型的异地协同方法，其特征是：它包括通过公共网链接的异地通信计算单元和主通信计算单元，通过公共网将异地产品设计模型进行协同包括以下步骤：
步骤101，在异地通信计算单元和主通信计算单元安装协同控件及协同环境模型库；
在步骤102中，异地通信计算单元和主通信计算单元打开协同控件，主通信计算单元加载协同环境模型；
在步骤103中，主通信计算单元选取欲协同预览的产品设计模型；
在步骤104中，主通信计算单元检查协同环境是否能够识别欲协同预览的模型格式；
若协同环境不能识别模型格式，进入步骤105，将模型转换为协同环境能够识别的格式，转步骤106，
若协同环境能识别模型格式，进入步骤106，加载协同环境能够识别的模型至协同环境中，进入步骤107；
在步骤107中，主通信计算单元通过公共网络向异地协同计算单元发送模型网络路径名，进入步骤108；
在步骤108中，异地协同计算单元根据模型网络路径名从网络读取模型数据并加载模型至控件的协同环境中，进入步骤109；
在步骤109中，主通信计算单元设定异地协同计算单元对模型的操作权限，进入步骤110；
在步骤110中，主通信计算单元在协同环境中通过控件操作、修改产品设计模型；
在步骤111中，判断操作、修改的产品设计是否处于“被动预览”权限模式，如果步骤111判断出模型操作权限为“被动预览”，进入步骤112中；
步骤112，将通过公共网络自动将操作、修改模型的状态信息发送给 “被动预览”权限模式的异地协同计算单元，进入步骤113中；
在步骤113中，“被动预览”的异地协同计算单元根据接收到的模型状态信息更新模型状态，实现被动协同操作；
如果异地协同计算单元的模型操作权限为“自由预览”，进入步骤114，在步骤114中，“自由预览”异地协同计算单元自由地操作、修改产品设计模型。
所述步骤102中，异地通信计算单元和主通信计算单元当打开控件时，控件会将异地通信计算单元和主通信计算单元当前使用的通信IP和用户名等信息写入一个网络数据库中。
所述步骤103中，产品设计模型是CAD软件建立的产品三维模型。
所述步骤107中，主通信计算单元向异地协同计算单元发送模型网络路径名是发送产品模型完整网络路径名。
所述步骤109中，设定操作权限分为“自由预览”和“被动预览”两种，设定操作权限时，通过选择控件按钮进行设置，设置的权限信息会通过公共网络发送给每一个异地协同计算单元，每一个异地协同计算单元均维护一个权限列表，权限列表内容根据主通信计算单元设定的操作权限改变而改变。
所述本模型转换为协同环境遵循“等价转换”原则，即转换前后模型形态一致。
协同环境识别模型格式为flt或fst文件。
所述步骤107、108中，当主通信计算单元加载完协同环境能够识别的模型后，将从网络数据库中提取异地通信计算单元中其他参与端的IP信息，并通过网络将文件完整网络路径名发送给异地通信计算单元。每一个异地通信计算单元根据这个路径信息读取模型。
所述“被动预览”权限下，主通信计算单元和“被动预览”权限的异地通信计算单元模型保持同步显示是主通信计算单元通过向“被动预览”权限异地通信计算单元进行网络通信实现的，当主通信计算单元对模型操作或修改时，产品设计模型的状态数据将实时打包，打包后连同模型网络名一起发送给其他“被动预览”权限异地通信计算单元，“被动预览”权限异地通信计算单元接收数据并解析，进一步作用到对应模型上面，从而实现模型在“被动预览”权限异地通信计算单元的同步显示，模型状态数据包可用下面的结构简化表示：
Struct ModelState{
char* modelname;
char* modelstatedata;
}。
发明的优点是：本发明基于现有商品软件和windows底层函数，构造所有参与者能够共同体验的协同环境对三维模型进行模拟再现，满足产品设计模型的异地协同，使不同专业的设计人员能够更好地进行交流与协作。在异地协同技术的支持下，各类设计人员可以对设计进行充分的讨论、协作，及时发现设计缺陷，避免大量的设计返工。从而提高产品的研制能力，缩短研制周期，降低研制成本。
附图说明
下面结合实施例对本发明作进一步说明：
图1产品设计模型的异地协同方法的总体实现流程示意图；
图2初始协同环境效果图；
图3异地协同机中主协同端加载产品设计模型；
图4异地协同机中其他参与端加载产品设计模型；
图5“被动预览”模式下主协同端操控模型；
图6“被动预览”模式下异地协同机中其他参与端的协同环境同步显示主协同端的模型状态；
图7“自由预览”模式下主协同端操控模型；
图8“自由预览”模式下异地协同机中其他参与端操控模型。
具体实施方式
如图1所示，一种产品设计模型的异地协同方法，它至少包括通过公共网链接的异地通信计算单元和主通信计算单元，通过公共网将异地产品设计模型进行协同包括以下步骤：
步骤101，在异地通信计算单元和主通信计算单元安装协同控件及协同环境模型库，协同环境模型已提前建立好。
在步骤102中，异地通信计算单元和主通信计算单元打开协同控件，主通信计算单元加载协同环境模型，构造所有参与者共同体验的虚拟环境，其效果如图2。
在步骤103中，主通信计算单元选取欲协同预览的产品设计模型；产品设计模型可以是Pro/E，UG，Solidworks等建立的。
在步骤104中，主通信计算单元检查协同环境是否能够识别欲协同预览的模型格式；当前支持flt或fst模型格式为协同环境，不当前支持flt或fst模型格需要进行格式转换。
若协同环境不能识别模型格式，进入步骤105，将模型转换为协同环境能够识别的格式，转步骤106，模型转换为协同环境遵循“等价转换”原则，即转换前后模型形态一致，这样才不至于因格式转换而引起转换前后形态变化。模型格式转换时，不需要人工干涉，当控件检测到模型格式协同环境不能识别时，会自动调用转换模块，完成格式的转换。
若协同环境能识别模型格式，进入步骤106，加载协同环境能够识别的模型至协同环境中，在加载模型时，同一个参与端加载的模型不能同名，否则系统会按约定自动更改模型名称，加载入场景中的模型会重新设定一个网络名，网络名由本机IP和模型实际名称组成，如219.245.77.68_test，由于IP地址具有唯一性，加上对重名模型的处理，则可以保证协同工作组中的所有模型名称具有唯一性。这一系列的约定都由算法内部自动实现。当主协同端加载产品设计模型时，控件会暂时拷贝产品设计模型到一个文件中，并保存在共享网络库内。其效果如图3，进入步骤107。
在步骤107中，主通信计算单元通过公共网络向异地协同计算单元发送模型网络路径名，进入步骤108；
在步骤108中，异地协同计算单元根据模型网络路径名从网络读取模型数据并加载模型至控件的协同环境中，为后续协同工作做准备，其效果如图4。进入步骤109。
在步骤109中，主通信计算单元设定异地协同计算单元对模型的操作权限，操作权限分为“自由预览”和“被动预览”两种，设定操作权限时，只需通过点选控件选择按钮即可完成设置，设置的权限信息会通过公告网络发送给每一个异地协同计算单元，每一个异地协同计算单元均维护一个权限列表，权限列表内容根据主通信计算单元设定的操作权限改变而改变，此后进入步骤110。
在步骤110中，主通信计算单元在协同环境中通过控件操作、修改产品设计模型；控件包括对模型选取、移动、缩放、旋转，其效果如图5。
在步骤111中，判断操作、修改的产品设计是否处于“被动预览”权限模式，如果步骤111判断出模型操作权限为“被动预览”，此异地协同计算单元是没有修改产品模型的权限。进入步骤112中。
步骤112，将通过公共网络自动将操作、修改模型的状态信息发送给 “被动预览”权限模式的异地协同计算单元，进入步骤113中。
在步骤113中，“被动预览”的异地协同计算单元根据接收到的模型状态信息更新模型状态，实现被动协同操作，无法操作、修改产品设计模型，其效果如图6。
如果异地协同计算单元的模型操作权限为“自由预览”，进入步骤114，在步骤114中，“自由预览”异地协同计算单元自由地操作、修改产品设计模型，其效果如图7、图8。
步骤102中，异地通信计算单元和主通信计算单元当打开控件时，控件会将异地通信计算单元和主通信计算单元当前使用的通信IP和用户名等信息写入一个网络数据库中，IP地址以便后续通信使用。
本发明的步骤107、108中，当主通信计算单元加载完协同环境能够识别的模型后，将从网络数据库中提取异地通信计算单元中其他参与端的IP信息，并通过网络将文件完整网络路径名发送给异地通信计算单元。每一个异地通信计算单元根据这个路径信息读取模型。如某PC机的IP为219.245.77.68，设定的文件共享名为MyModel，模型名称为test.fst，则该模型的完整网络路径名为\\\\219.245.77.68\\MyModel\\test.fst，远程客户端根据这个路径名读取模型时，系统根据网络通信的“重定向”原理，在网络上搜索指定路径，并把模型加载至本地协同场景。这在表面看来，读取远程模型和读取本地模型是一致的，并没有什么区别，但是实现了模型的远程加载。
本发明的步骤109中，操作权限分为“自由预览”和“被动预览”两种模式，若是“自由预览”模式，第一个异地通信计算单元可以自由操作由主协同端分发加载的模型，并且各参与端的操作互不影响。“被动预览”模式，则表明主通信计算单元限制了这一IP参与端主机对加载的产品设计模型的操作，这时主通信计算单元控件对产品设计模型的修改、操作将实时同步显示于异地通信计算单元协同环境中，而异地通信计算单元中的其他各参与端无法对模型进行操作，只能被动预览协同环境中的模型。
所述“被动预览”权限下，主通信计算单元和“被动预览”权限的异地通信计算单元模型保持同步显示是主通信计算单元通过向“被动预览”权限异地通信计算单元进行网络通信实现的，当主通信计算单元对模型操作或修改时，产品设计模型的状态数据将实时打包，打包后连同模型网络名一起发送给其他“被动预览”权限异地通信计算单元，“被动预览”权限异地通信计算单元接收数据并解析，进一步作用到对应模型上面，从而实现模型在“被动预览”权限异地通信计算单元的同步显示，模型状态数据包可用下面的结构简化表示：
Struct ModelState{
char* modelname;
char* modelstatedata;
}。
对模型的操作修改是通过控件按钮和鼠标键盘等外设完成的。
Claims (8)
1.一种产品设计模型的异地协同方法，它至少包括通过公共网链接的异地通信计算单元和主通信计算单元，通过公共网将异地产品设计模型进行协同包括以下步骤：
步骤101，在异地通信计算单元和主通信计算单元安装协同控件及协同环境模型库；
在步骤102中，异地通信计算单元和主通信计算单元打开协同控件，主通信计算单元加载协同环境模型；
在步骤103中，主通信计算单元选取欲协同预览的产品设计模型；
在步骤104中，主通信计算单元检查协同环境是否能够识别欲协同预览的模型格式；
若协同环境不能识别模型格式，进入步骤105，将模型转换为协同环境能够识别的格式，转步骤106，
若协同环境能识别模型格式，进入步骤106，加载协同环境能够识别的模型至协同环境中，进入步骤107；
在步骤107中，主通信计算单元通过公共网络向异地通信计算单元发送模型网络路径名，进入步骤108；
在步骤108中，异地通信计算单元根据模型网络路径名从网络读取模型数据并加载模型至控件的协同环境中，进入步骤109；
在步骤109中，主通信计算单元设定异地通信计算单元对模型的操作权限，进入步骤110；
在步骤110中，主通信计算单元在协同环境中通过控件操作、修改产品设计模型；
在步骤111中，判断操作、修改的产品设计是否处于“被动预览”权限模式，如果步骤111判断出模型操作权限为“被动预览”，进入步骤112中；
步骤112，将通过公共网络自动将操作、修改模型的状态信息发送给 “被动预览”权限模式的异地通信计算单元，进入步骤113中；
在步骤113中，“被动预览”的异地通信计算单元根据接收到的模型状态信息更新模型状态，实现被动协同操作；
如果异地通信计算单元的模型操作权限为“自由预览”，进入步骤114，在步骤114中，“自由预览”异地通信计算单元自由地操作、修改产品设计模型。
2.根据权利要求1所述的一种产品设计模型的异地协同方法，其特征是：所述步骤102中，异地通信计算单元和主通信计算单元当打开控件时，控件会将异地通信计算单元和主通信计算单元当前使用的通信IP和用户名等信息写入一个网络数据库中。
3.根据权利要求1所述的一种产品设计模型的异地协同方法，其特征是：所述步骤103中，产品设计模型是CAD软件建立的产品三维模型。
4.根据权利要求1所述的一种产品设计模型的异地协同方法，其特征是：所述步骤107中，主通信计算单元向异地通信计算单元发送模型网络路径名是发送产品模型完整网络路径名。
5.根据权利要求1所述的一种产品设计模型的异地协同方法，其特征是：所述步骤109中，设定操作权限分为“自由预览”和“被动预览”两种，设定操作权限时，通过选择控件按钮进行设置，设置的权限信息会通过公共网络发送给每一个异地通信计算单元，每一个异地通信计算单元均维护一个权限列表，权限列表内容根据主通信计算单元设定的操作权限改变而改变。
6.根据权利要求1所述的一种产品设计模型的异地协同方法，其特征是：所述的协同环境识别模型格式为flt或fst文件。
7.根据权利要求1所述的一种产品设计模型的异地协同方法，其特征是：所述步骤107、108中，当主通信计算单元加载完协同环境能够识别的模型后，将从网络数据库中提取异地通信计算单元中其他参与端的IP信息，并通过网络将文件完整网络路径名发送给异地通信计算单元；每一个异地通信计算单元根据这个路径信息读取模型。
8.根据权利要求5所述的一种产品设计模型的异地协同方法，其特征是：所述“被动预览”权限下，主通信计算单元和“被动预览”权限的异地通信计算单元模型保持同步显示是主通信计算单元通过向“被动预览”权限异地通信计算单元进行网络通信实现的，当主通信计算单元对模型操作或修改时，产品设计模型的状态数据将实时打包，打包后连同模型网络名一起发送给其他“被动预览”权限异地通信计算单元，“被动预览”权限异地通信计算单元接收数据并解析，进一步作用到对应模型上面，从而实现模型在“被动预览”权限异地通信计算单元的同步显示，模型状态数据包可用下面的结构简化表示：
Struct ModelState{
char* modelname;
char* modelstatedata;
}。
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